GB/T 3098.13規格の紹介
この規格は、公称直径1mmから10mmまでのボルトおよびねじのトルク試験と最小破壊トルクを規定しています。これにより、締結具がねじり荷重下での機械的性能要件を満たすことが保証され、機械、自動車、建設業界における用途において重要な要件となります。この規格はISO 898-7:1992を参照しており、強度区分8.8、9.8、10.9、および12.9に適用されます。
この規格を理解することで、エンジニアは適切な締結部品を選定し、ねじり強度不足による破損を防ぐことができます。この規格は、ボルトやねじが規定のトルクに耐え、早期に破損しないことを検証するための精密な試験方法を定めています。
トルク試験手順
原理
トルク試験では、ボルトまたはねじを試験装置に固定し、破損するまでトルクを加えて、破損トルクを測定します。これにより、締結具のねじり抵抗を評価し、規定値に達する前に破損することなく、最低限の要件を満たしていることを確認します。
- せん断強度を分離するために、純粋なねじり荷重に焦点を当てる。
- 材料の完全性と製造品質を検証するために不可欠である。
装置
試験装置の構成には、典型的な図(例えば、規格の図1)に示すようなトルク試験装置が含まれます。正確な測定を保証する主要コンポーネントは以下のとおりです。
- トルクレンチまたはトルクメーターの容量は、試験片の最小破壊トルクの5倍を超えないもの。
- トルクメーターの最大誤差は、最小故障トルクの±1%以内であるべきである。
- 軸方向の荷重や摩擦によって結果が歪むことなく、締結具を固定するためのクランプ治具。
産業試験環境における信頼性を維持するためには、装置の校正が不可欠である。
試験条件
試験では、表2に示す値でねじり力のみを加えること。試験片は、最小破壊トルクに達する前に破損してはならない。正確な結果を得るために、ヘッドとねじ部との摩擦を避けること。
- 特に指定がない限り、通常は周囲温度条件が適用されます。
- ねじ公差が6g、6f、6eの締結部品に適しています。
- バッチ品質の統計的信頼性を確保するためには、複数のサンプルを採取することを推奨します。
手順
ボルトまたはねじを治具に挿入する際は、少なくとも2山分のねじ山が完全に噛み合うようにし、治具とヘッドの間に少なくともねじ山径分の隙間を残してください。破損するまで、トルクを継続的かつ一定にかけ続けてください。
- 試料が滑り落ちないように、しっかりと固定してください。
- 破壊が発生したときのトルク値を記録してください。
- 破断面を検査し、介在物や不適切な熱処理などの欠陥がないか確認する。
この方法は再現性のある結果をもたらし、生産における品質管理の指針となる。
最小破壊トルク
最小破壊トルク(M)B分)は、次の式を使用して計算されます。
MB分 = τB分 × WP min
どこ:
- WP min = π/16 × d1分3 (ねじり断面係数)
- τB分 = X × σb分 (最小ねじり強度)
- d1分: 外ねじの最小小径
- σb分最小引張強度
- X:強度比(表1より)
この計算により、材料特性と形状を考慮に入れ、締結具が設計荷重に安全に耐えられることが保証されます。
強度比X
| プロパティクラス | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|---|
| 比率X | 0.84 | 0.815 | 0.79 | 0.75 |
これらの比率は、引張特性に基づいてねじり強度を調整し、保守的な設計値を確保する。
最小破壊トルク値
| スレッド指定 | ピッチ(mm) | 最小故障トルクMB分 (N・m) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| プロパティクラス | |||||
| 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | ||
| M1 | 0.25 | 0.033 | 0.036 | 0.04 | 0.045 |
| M1.2 | 0.25 | 0.075 | 0.082 | 0.092 | 0.1 |
| M1.4 | 0.3 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.16 |
| M1.6 | 0.35 | 0.16 | 0.18 | 0.2 | 0.22 |
| M2 | 0.4 | 0.37 | 0.4 | 0.45 | 0.5 |
| M2.5 | 0.45 | 0.82 | 0.9 | 1 | 1.1 |
| M3 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.1 |
| M3.5 | 0.6 | 2.4 | 2.7 | 3 | 3.3 |
| M4 | 0.7 | 3.6 | 3.9 | 4.4 | 4.9 |
| M5 | 0.8 | 7.6 | 8.3 | 9.3 | 10 |
| M6 | 1 | 13 | 14 | 16 | 17 |
| M7 | 1 | 23 | 25 | 28 | 31 |
| M8 | 1.25 | 33 | 36 | 40 | 44 |
| M8×1 | 1 | 38 | 42 | 46 | 52 |
| M10 | 1.5 | 66 | 72 | 81 | 90 |
| M10×1 | 1 | 84 | 92 | 102 | 114 |
| M10×1.25 | 1.25 | 75 | 82 | 91 | 102 |
注:これらの値は、公差6g、6f、および6eのねじに適用されます。これらは、組み立て時の安全な取り付けトルクを保証するものです。
よくある質問
GB/T 3098.13におけるトルク試験の目的は何ですか?
この試験は、小径ボルトやねじのねじり強度を検証し、規定の荷重下で破損しないことを保証するものです。電子機器や精密機械など、高応力が要求される用途における品質保証にとって非常に重要です。
ファスナーに適したプロパティクラスはどのように選択すればよいですか?
必要な引張強度とねじり強度に基づいて選択してください。例えば、クラス12.9はより高い値を示しますが、水素脆化を防ぐために慎重な取り扱いが必要です。使用時の荷重と環境要因を考慮してください。
測定されたトルクが最小破壊トルクを下回った場合はどうなるでしょうか?
これは、材料の欠陥または製造上の問題の可能性を示しています。該当ロットを不合格とし、不適切な熱処理やねじ山の形状ずれなど、原因を調査してください。
この規格は、10mmより大きいサイズの留め具にも適用できますか?
いいえ、GB/T 3098.13は直径1~10mmに限定されています。より大きなサイズについては、GB/T 3098の他の部分、またはISO 898-1などのISO規格を参照してください。
摩擦はトルク試験の結果にどのような影響を与えるか?
ヘッドとねじ山の間の摩擦は、測定トルクを過大評価させ、不正確な評価につながる可能性があります。信頼性の高いデータを得るためには、このような干渉を最小限に抑える治具を使用してください。
強度比Xは計算においてどのような役割を果たしますか?
Xはねじりせん断強度と引張強度を相関させる指標であり、安全率を示す。高等級ほどXの値が低くなるということは、脆性が増すことを示しており、保守的な設計の指針となる。